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层析技术(色谱法或色层法)

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层析法又称色谱法或色层法,开始由分离植物色素而得名,后来不仅用于分离有色物质,而且在多数情况是用于分离无色物质。层析法是近代 生物 化学最常用的分析方法之一,此种方法可以分离和鉴定性质极为相似,而且用一般化学方法难以分离的多种化合物,如氨基酸、蛋白质、糖、脂类、核苷酸、核酸等。
一、层析的基本原理
  层析法是利用混合物各组分物理化学性质(溶解度、吸附能力、电荷、分子大小与形状及分子亲和力等)的差别,使各组分以不同程度分布在两相中,其中一相为固定相,另一相即流过此固定相的液体或气体称流动相,从而使各组分以不同的速度随流动相向前移动而达到分离的目的。
  在层析过程中,溶质在固定相和流动相中差速迁移,它既可进入固定相,又可进入流动相,这个过程叫分配过程,不论层析机理属于哪一种,分配过程都存在。分配过程进行的速度,可用分配系数  表示:
= 
  比值  在低浓度时是个常数,只受温度影响。不同的层析机理,  的含义不同。在吸附层析中, K 为吸附平衡常数;在分配层析中,  为分配系数;在离子交换层析中,  为交换常数;在亲和层析中,  为亲和系数。
  混合物中各组分的分配系数往往是不同的,即保留在固定相中的特性是不同的。常用保留时间,即被分析样品从进样开始到流出液中出现浓度极大点的时间;或保留体积,即被分析样品从进样开始到流出液中出现浓度极大点时,所通过流动相的体积来衡量。
  分配系数  值大,说明该物质在柱中被吸附得牢,移动速度慢,在固定相中停留的时间长,将最后出现在洗脱液中亦既保留体积大,保留时间长。反之,如  值小,即这种物质在柱中被吸附得弱,移动速度快,将首先出现在洗脱液中。亦既保留体积小,保留时间短。可见混合物中各组分之间分配系数  值相差愈大,各物质愈容易彼此分开。如果  = 0, 就意味这溶质不能进入固定相,而始终保留在流动相里,并随着流动相迅速的流出。显然,这种固定相和流动相体系是不能实现分离的。因此,应当根据被分离物质的化学结构和性质(极性)适当的选择固定相和流动相,并且使各组分的分配系数尽可能大一些,就可以使混合物中各组分分离完全。
二、层析的分类
(一)按层析两相所处的状态分类
  流动相有液体和气体两种状态。液体作为流动相,称为液相层析;气体作为流动相,称为气相层析。固定相有液体和固体两种状态,即以固体吸附剂作为固定相和以附载在固体上的液体作为固定相。所以,层析法按两相所处的状态可以分为:
  1 .液相层析
( 1 )液 — 固层析 液体作为流动相,固体吸附剂作为固定相。
( 2 )液 — 液层析 液体作为流动相,附载在固体上的液体作为固定相。

   2 .气相层析
( 1 )气 — 固层析 气体作为流动相,固体吸附剂作为固定相。
( 2 )气 — 液层析 气体作为流动相,附载在固体上的液体作为固定相。
(二)按层析过程的机制分类
  1 .分配层析
  利用不同组分在流动相和固定相之间的分配系数(或溶解度)不同,而使之分离的技术。
  2 .吸附层析
  利用不同组分被吸附剂表面吸附性能的差异,而使之分离的技术。
  3 .离子交换层析
  利用不同组分对离子交换剂亲和力的不同,而进行分离的技术。
  4 .凝胶层析
  利用某些凝胶对不同组分因其分子大小不同而阻滞作用不同的差异,而进行分离的技术。
  5 .亲和层析
  利用某些 生物 高分子能与相应的配体专一可逆结合的机理,而进行分离纯化高分子的技术。
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